预应力混凝土钢管桁架叠合板施工阶段短期刚度研究

预应力混凝土钢管桁架叠合板是近几年出现的一种新型叠合板,叠合板在施工阶段的受力性能非常重要。设计了4个预应力混凝土钢管桁架叠合板试件,并对其进行受弯载荷试验。给出了4个试件的荷载-跨中挠度曲线。同时考虑钢管对混凝土的约束,按照等效截面刚度法推导出了施工阶段的短期刚度计算公式,计算了简支板的跨中挠度。在构件抗弯刚度未发生严重退化时,跨中挠度的计算结果与试验结果较为吻合。     

二阶段受力作用下预应力混凝土钢管桁架叠合板受力性能试验研究

为研究“二阶段受力”对预应力混凝土钢管桁架叠合板整体受力性能的影响及该新型叠合板沿预应力方向的工作性能,进行了3组共6块预应力混凝土钢管桁架叠合板静力试验,通过对比得到不同受力状态叠合板的跨中挠度、开裂荷载、裂缝分布、预应力筋及混凝土的应变等.试验结果表明:预应力混凝土钢管桁架叠合板预制底板与叠合层混凝土协同工作性能良好,叠合板在加载过程中经历了弹性和弹塑性两个阶段,“二阶段受力”效应减小了叠合板开裂荷载,增大了最大裂缝宽度.经理论分析可知,叠合板弹性阶段刚度按《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)计算值与实测值吻合较好且偏于安全,开裂后刚度按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)计算与实测值最为接近.     

钢管桁架预应力混凝土叠合板设计方法

钢管桁架预应力混凝土叠合板是一种新型的叠合板,为了便于推广使用,介绍了一种设计方法.在施工阶段,叠合板是由钢管桁架和混凝土底板构成的预制底板,按单向板进行设计.在使用阶段,叠合板预应力方向与垂直预应力方向的刚度存在显著差异,针对这种正交异性,提出了简化的设计方法.预应力方向按单向板进行设计,垂直于预应力方向按普通现浇混...     

预应力混凝土带肋叠合底板肋部开槽的受力验算及合理性分析

预应力混凝土带肋叠合板具有良好的受力性能和经济优势,是一种常见的装配式叠合楼板.预应力带肋叠合底板由于板肋的存在给施工阶段管线的布置造成了困难,通过肋部开槽可以解决此问题,但肋部开槽位置的不合理会造成底板的刚度及承载能力不满足施工阶段的受力要求.通过理论分析和试验验证对预应力带肋叠合底板肋部开槽进行抗弯性能研究,给出预应力带肋叠合底板肋部开槽的合理条件、开槽后挠度计算公式、跨间无支撑施工开槽的设计流程.     

密拼接缝预应力混凝土钢管桁架叠合板试验研究

通过对8块密拼接缝预应力混凝土钢管桁架叠合板的静力加载试验,研究密拼接缝式叠合板在均布荷载下垂直预应力施加方向的整体受弯性能,并进行平截面假定验证。结果表明:预应力混凝土钢管桁架叠合板整体工作性能良好;二拼块叠合板裂缝只在跨中拼缝处出现,三、四拼块叠合板裂缝分布均匀,拼缝构造钢筋分担了横向受力钢筋的应力,尽管对开裂荷载提高作用不大,但可使裂缝分布细密均匀;极限荷载随叠合层厚度的增大而提高;密拼接缝叠合板远离拼缝处符合平截面假定。基于参数化分析得到垂直预应力方向抗弯刚度的主要影响因素有:预制底板厚度与叠合板厚度比h/H及预制底板宽度b;通过非线性曲面拟合,提出了垂直预应力方向的刚度影响系数计算式。     

双向预应力混凝土钢桁架叠合板抗弯性能试验研究与参数分析

通过双向施加预应力和增设钢桁架方式,提出了一种新型双向预应力混凝土钢桁架叠合板.为研究不同类型桁架对预制底板抗弯性能的影响,对4块预制底板试件开展了静力荷载试验,得到了其破坏特征、开裂荷载、挠度曲线及应变分布等.试验结果表明:双向预应力混凝土钢桁架预制底板呈现双向受力特征,钢桁架能够显著提高预制底板的抗弯刚度、抗裂性能...     

钢筋连接方式对叠合板抗弯性能影响研究

为了研究不同的钢筋连接方式对预应力混凝土叠合板的抗弯性能的影响,设计并进行了8个预应力混凝土叠合板的抗弯试验。采用足尺模型研究了预制混凝土底板间隙、端部连接钢筋直径、连接方式等因素对预应力混凝土叠合板抗弯性能的影响。结果表明,预应力混凝土叠合板的抗弯性能与预应力混凝土底板间隙、端部连接钢筋直径关系不大,而与连接方式有关;采用传统胡子筋连接的预应力混凝土叠合板的开裂荷载与极限承载力均明显大于采用端部连接钢筋连接的预应力混凝土叠合板,同时采用传统胡子筋连接的预应力混凝土叠合板的抗弯刚度更大,钢筋与混凝土粘结性能更好。试验中预制底板与后浇层混凝土的粘结锚固性能是影响预应力混凝土叠合板抗弯性能的关键因素,实际工程中预制底板表面的粗糙处理是必不可少的。     

钢管桁架预应力混凝土叠合底板生产工艺

对第三代钢管桁架预应力混凝土叠合板生产工艺在山西建筑产业现代化(晋中)园区PC工厂的研究与应用进行了详细介绍.第三代钢管桁架预应力混凝土预制底板以其自动化生产效率高、抗裂性能好、后浇混凝土叠合层总厚度小、施工安装所需支撑少、板形薄、板幅大、自重轻、施工安装速度快、综合造价低等特点广受业界好评,具有较大的推广意义和应用价值.     

新型T形肋预应力混凝土叠合板抗弯性能试验研究

为研究腹板高度、翼缘厚度和钢筋支架间距对一种新型T形肋预应力混凝土叠合板的抗弯性能影响,对8块叠合板抗弯性能进行试验。对比分析了新型叠合板的抗弯刚度、抗弯承载力和破坏特征。研究结果表明:腹板高度、翼缘厚度对新型叠合板的抗弯性能影响较大,而钢筋支架间距的影响相对较小。试验结果与JGJ/T 258—2011《预制带肋底板混凝土叠合楼板技术规程》叠合板计算结果吻合较好。     

预应力混凝土带肋叠合板受弯性能试验与设计关键问题研究

预应力混凝土带肋叠合板(PCCSCR)是叠合楼板的一种，可实现长线生产，具有生产效率高、成本低、抗裂性能好、钢筋用量少、抗弯刚度大以及承载力高等优点。预应力混凝土带肋叠合底板采用免支撑施工，可进一步降低施工成本。对6块预制叠合底板和10块预应力混凝土带肋叠合板的足尺试件进行受弯试验，测得了相应的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、裂缝开展及分布状况、破坏形式及相应的破坏荷载等。研究结果表明：预应力带肋叠合底板及叠合板的破坏形式均为弯曲破坏，其受弯性能能够满足施工阶段和使用阶段的要求，具有较好的延性；预应力混凝土叠合底板与后浇混凝土的协同受力性能良好，底板自然粗糙面即可满足叠合面的抗剪需求；预应力叠合底板带肋对减小底板施工挠度和提高底板刚度效果显著，且预应力叠合底板不开裂是免支撑设计的前提，通过合理设计，可以实现不同跨度免支撑设计的挠度限值要求。结合试验结果对PCCSCR的设计关键问题进行了分析，并总结提出了PCCSCR的设计流程。     

现浇层施加预应力叠合板力学性能分析

现浇层施加双向预应力的钢筋桁架混凝土叠合板（以下简称钢筋桁架混凝土叠合板）是一种半装配式结构。根据钢筋桁架混凝土叠合板静载试验及数值模拟结果,获得了其荷载-跨中挠度曲线、荷载-应变曲线。通过试验结果及模拟分析可知：在钢筋桁架混凝土叠合板正常服役过程中,其抗弯承载力及刚度均充足,符合规范要求;通过理论研究分析了支撑体系的安全性,并对钢筋桁架混凝土叠合板在现场堆放及运输过程中出现的问题提出了解决措施。     

预应力带肋叠合板力学性能试验研究

提出一种新型预制预应力带肋叠合板(简称预应力叠合板),适用于民用建筑装配式混凝土结构的楼板,为得到该预应力底板和预应力叠合板的荷载-挠度曲线、裂纹发展规律及破坏特征等力学性能,并为实际工程运用提供依据,采用均布加载方式进行试验研究。试验结果表明,预应力底板加载至施工荷载时,4. 5m板跨预应力底板跨中挠度为20. 50mm,满足施工要求,6. 4m板跨预应力底板跨中挠度为72. 13mm,需增设支撑;在正常使用荷载下,预应力叠合板跨中挠度小于规范限值,板底未开裂;在极限荷载作用下,新旧混凝土交界面结合良好,未出现裂缝、滑移等剪切破坏现象,预应力钢丝未发生滑移和脆断,有较大的安全储备。     

预应力混凝土钢桁架叠合板受弯性能试验与理论研究

通过在预应力混凝土平板上增设钢桁架方式,提出一种预应力混凝土钢桁架叠合板,解决了现阶段其他类型叠合板用预制底板存在开裂荷载较低、临时支撑密集等问题。为研究不同桁架类型对预制底板及叠合板受弯性能的影响,对6块预制底板试件和4块叠合板试件开展了静力加载试验,得到其破坏特征、开裂荷载、挠度曲线及应变分布等。试验结果表明：钢桁架能够显著提高底板的开裂荷载,其中钢管桁架底板试件的开裂荷载最高,达到平板试件的194%以上,适用跨度最大达到9m;不同桁架类型底板试件的破坏模式存在一定差异,钢板桁架、钢管桁架和钢筋桁架预制底板的破坏特征分别为钢板屈曲、焊缝断裂及钢筋弯曲;钢桁架能显著增强底板及叠合层混凝土的整体受力及协同工作性能;桁架类型对叠合板的受弯性能影响较小,不同桁架类型叠合板的开裂荷载均相同,开裂挠度差异在10%以内。基于试验结果,建立了底板上弦失稳弯矩计算公式,并提出预制底板失效弯矩应取开裂弯矩与上弦失稳弯矩的较小值,计算值与试验值吻合较好。     

灌浆钢管桁架混凝土叠合板抗弯性能试验研究

为提高现有叠合楼板抗弯性能,满足大跨度结构要求,提出一种新型灌浆钢管桁架混凝土叠合板。通过对两块两端简支的叠合板进行均布荷载试验,研究了叠合板的变形性能、裂缝开展规律、承载力及破坏模态等,并对叠合板的抗弯承载力和变形性能进行了理论分析。试验结果表明:叠合板具有良好的延性,满足施工要求。     

分段预应力钢管混凝土桁架梁桥受力性能研究

为了提高钢管混凝土桁架梁桥的跨越能力,改善结构内力分布,提出分段预应力钢管混凝土桁架组合梁桥,通过引入分段预应力,即受拉弦杆施加预应力、受压弦杆不施加预应力,以充分发挥钢管混凝土桁架梁桥的综合优势。基于已有的钢管混凝土桁架受弯试验,建立精细化有限元模型,通过对比试验与有限元结果,验证有限元模型的准确性和适用性。在此基础上,考虑预应力度的变化和有无混凝土桥面板的组合作用,建立9个分段预应力钢管混凝土桁架梁的有限元模型,通过数值模拟方法研究其在均布荷载作用下的受弯性能,得到破坏模式、荷载-位移曲线、受弯承载力、抗弯刚度和最大跨中挠度。研究结果表明：分段预应力的设置可以提高结构的抗弯刚度和受弯承载力、减少跨中挠度;随着预应力度的增加;分段预应力钢管混凝土桁架梁的破坏模式从整体受弯破坏变为局部节点破坏,因此预应力度不宜太大。     

预应力混凝土钢肋叠合板受弯性能试验与理论研究

预应力混凝土钢肋叠合板（PCCSSR）是一种抗弯刚度大、承载力高、加工方便的叠合楼板。PCCSSR的预制部分由预应力混凝土底板、钢腹板及混凝土上翼缘板组成。施工中首先将其预制部分作为浇筑叠合层的混凝土模板,承担施工阶段荷载,待叠合层达到强度后再整体受力。对7块足尺PCCSSR试件进行受弯试验,测得了板的荷载-挠度曲线、极限荷载、破坏模态、应变分布等。试验结果表明：PCCSSR的破坏形态为弯曲破坏,其受弯性能完全满足施工阶段要求,且具有较好的延性;与直线形钢腹板相比,波纹钢腹板具有更好的抗剪能力以及平面外刚度,可明显增大PCCSSR的抗弯刚度,使PCCSSR的整体受力性能更为优越。同时,对PCCSSR的抗裂性能、抗弯刚度和承载力进行了理论分析,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

波纹钢腹板预应力混凝土叠合板的抗弯性能试验研究

提出一种新型的预应力混凝土叠合板——波纹钢腹板预应力混凝土叠合板(PCCW板),通过对7块跨度为2700mm的PCCW板进行单向均布加载试验,研究了PCCW板的抗弯刚度、抗弯承载力、抗裂性能、钢与混凝土协同工作的整体受力性能。试验结果表明:PCCW板的抗弯承载力和抗弯刚度均较高,完全能满足施工阶段的要求。通过参数比较分析,发现波纹钢腹板厚度、上部混凝土翼缘高度、波纹腹板开孔均对PCCW板的抗弯性能有影响。     

PKG预制底板的截面优化设计、生产与施工研究

PKG预制底板是直接在2.4～6.0 m跨PK预应力混凝土预制底板的混凝土肋上外包内卷边C型槽钢所得,其特点是工业化预制程度高,预制过程支模简单、有利于成品保护,预制底板及其叠合后的叠合楼板刚度大。由于PK预制底板受力性能均已满足规范要求,外包型钢后,其力学性能有很大富余度。本文研究了PKG板的截面参数,并编制了仅输入板跨和板宽即可进行PKG板迭代设计计算的MATLAB程序,对2.4～6 m跨PKG预制底板考虑最小用钢量时的肋高、预应力钢筋数目等进行了截面优化和规整化设计,利用程序迭代设计计算了6.3～9 m跨的PKG预制底板,最终设计出了截面合理、力学性能优异的既满足规范要求又适合于工业化生产的PKG预制底板;并对PKG叠合楼板的工业化生产与施工进行了介绍,可为PKG预制底板的设计及叠合板的生产、施工提供参考。     

新型钢筋桁架混凝土叠合板抗弯刚度计算方法研究

在自承式钢筋桁架混凝土叠合板的基础上进行改进,通过减少钢筋桁架的数量,以及在施工阶段增加临时支承,提高了钢筋桁架叠合板的施工便利性和经济性。基于等效惯性矩法,通过理论推导得出了新型钢筋桁架混凝土叠合板在施工阶段和使用阶段的短期刚度计算公式。用有限元软件ANSYS对新型钢筋桁架混凝土叠合板的施工阶段和使用阶段进行有限元分析,根据分析结果对推导的短期刚度计算公式进行了修正。研究结论为新型钢筋桁架混凝土叠合板设计分析与工程应用提供了必要的理论基础。     

预应力混凝土叠合双向板叠合后的刚度分析

对预应力混凝土叠合双向板的抗弯刚度进行了分析研究,提出了预应力混凝土叠合双向板叠合后的刚度理论计算公式,为进一步研究预应力混凝土叠合双向板叠合后的刚度提供了理论依据。